沉積盆地地溫場(chǎng)與熱歷史課程教學(xué)大綱

《沉積盆地地溫場(chǎng)與熱歷史》課程教學(xué)大綱課程名稱：沉積盆地地溫場(chǎng)與熱歷史Geothermalfieldandthermalhistoryofsedimentarybasin課程編號(hào)：021060100課程性質(zhì)：□必修選修課程類(lèi)別：□通識(shí)課程專(zhuān)業(yè)課程￡實(shí)踐教學(xué)適用專(zhuān)業(yè)：新能源科學(xué)與工程課程學(xué)時(shí)：總學(xué)時(shí)32，其中：理論28、實(shí)驗(yàn)4課程學(xué)分：2應(yīng)開(kāi)課學(xué)期：第三學(xué)期先修課程：地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)、礦物巖石學(xué)、構(gòu)造地質(zhì)學(xué)與大地構(gòu)造一、課程簡(jiǎn)介本課程為新能源科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)選修課。資源、能源、災(zāi)害、環(huán)境是當(dāng)今人類(lèi)面臨的大問(wèn)題，節(jié)能減排和應(yīng)對(duì)氣候變化使得包括地?zé)嵩趦?nèi)的新能源和可再生能源的開(kāi)發(fā)利用成為世界各國(guó)能源發(fā)展的重要戰(zhàn)略。地?zé)崾琴x存于沉積盆地中的重要資源，為滿足新能源體系的專(zhuān)業(yè)需求開(kāi)設(shè)此課。本課程設(shè)置理論學(xué)時(shí)28學(xué)時(shí)，主要講述沉積盆地地?zé)釋W(xué)主要涉及盆地現(xiàn)今地溫場(chǎng)與地?zé)豳Y源，盆地今、古地溫狀態(tài)，盆地?zé)釟v史等。二、課程教學(xué)的目標(biāo)及與畢業(yè)要求的關(guān)系（一）課程目標(biāo)課程總目標(biāo)：沉積盆地地溫場(chǎng)與熱歷史主要涉及盆地現(xiàn)今地溫場(chǎng)與地?zé)豳Y源，盆地今、古地溫狀態(tài)，盆地?zé)釟v史等。課程目標(biāo)1：掌握沉積盆地地?zé)釋W(xué)的基礎(chǔ)理論和基本概念。課程目標(biāo)2：掌握沉積盆地內(nèi)的熱傳遞、巖石熱物性、地溫測(cè)量與大地?zé)崃鞣植?、深部溫度和巖石圈熱結(jié)構(gòu)、盆地?zé)釟v史與燒源巖熱演化、地?zé)豳Y源等相關(guān)知識(shí)。課程目標(biāo)3：沉積盆地?zé)釟v史的恢復(fù)方法主要包括古溫標(biāo)和盆地地球動(dòng)力學(xué)兩類(lèi)。在具體的熱歷史研究中，必須堅(jiān)持將盆地的現(xiàn)今地溫研究與古地溫研究相結(jié)合，將盆地尺度上的古溫標(biāo)熱史恢復(fù)與巖石圈尺度上的盆地構(gòu)造-熱演化相結(jié)合，實(shí)行地質(zhì)-地球物理-地球化學(xué)三位一體的研究方法。（二）課程目標(biāo)與畢業(yè)要求的對(duì)應(yīng)關(guān)系本課程目標(biāo)支持的主要畢業(yè)要求如下表（各專(zhuān)業(yè)根據(jù)實(shí)際情況使用此表，非工程認(rèn)證專(zhuān)業(yè)可刪除“指標(biāo)點(diǎn)”列）：課程目標(biāo)畢業(yè)要求1．掌握沉積盆地地?zé)釋W(xué)的基礎(chǔ)理論和基本概念畢業(yè)要求1：工程知識(shí)，能夠?qū)?shù)學(xué)、自然科學(xué)、工程基礎(chǔ)和專(zhuān)業(yè)知識(shí)用于解決新能源勘查、開(kāi)發(fā)與綜合利用中的工程問(wèn)題，具備工程科學(xué)思維和工程管理意識(shí)。2．掌握沉積盆地內(nèi)的熱傳遞、巖石熱物性、地溫測(cè)量與大地?zé)崃鞣植?、深部溫度和巖石圈熱結(jié)構(gòu)、盆地?zé)釟v史與燒源巖熱演化、地?zé)豳Y源等相關(guān)知識(shí)畢業(yè)要求4：研究，能夠基于科學(xué)原理與方法，結(jié)合具體生產(chǎn)實(shí)踐，分析、解決新能源勘查和開(kāi)發(fā)利用中的技術(shù)問(wèn)題。能夠正確認(rèn)識(shí)行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)，具備文獻(xiàn)信息提煉、歸納能力。能夠提出工程問(wèn)題的關(guān)鍵理論問(wèn)題和技術(shù)難題，善于利用文獻(xiàn)資料及團(tuán)隊(duì)技能開(kāi)展初步科學(xué)研究與技術(shù)攻關(guān)。3．沉積盆地?zé)釟v史的恢復(fù)方法主要包括古溫標(biāo)和盆地地球動(dòng)力學(xué)兩類(lèi)。在具體的熱歷史研究中，必須堅(jiān)持將盆地的現(xiàn)今地溫研究與古地溫研究相結(jié)合，將盆地尺度上的古溫標(biāo)熱史恢復(fù)與巖石圈尺度上的盆地構(gòu)造-熱演化相結(jié)合，實(shí)行地質(zhì)-地球物理-地球化學(xué)三位一體的研究方法畢業(yè)要求5：使用現(xiàn)代工具，能夠針對(duì)新能源勘查、開(kāi)發(fā)及綜合利用中的問(wèn)題，開(kāi)發(fā)、選擇與使用恰當(dāng)?shù)募夹g(shù)、資源、現(xiàn)代工程工具和信息技術(shù)工具，并掌握文獻(xiàn)檢索、資料查詢及運(yùn)用現(xiàn)代信息技術(shù)獲取相關(guān)信息的基本方法。三、課程教學(xué)的基本內(nèi)容及教學(xué)安排（一）課程教學(xué)的內(nèi)容及學(xué)時(shí)安排知識(shí)單元知識(shí)點(diǎn)學(xué)時(shí)數(shù)課程目標(biāo)線下授課線上授課實(shí)驗(yàn)/實(shí)踐1.熱傳遞的基本方式和特征知識(shí)點(diǎn)1.1：熱傳遞的基本方式；知識(shí)點(diǎn)1.2：沉積盆地中的熱傳遞特征；2課程目標(biāo)12.巖石熱物理參數(shù)知識(shí)點(diǎn)2.1：巖石熱導(dǎo)率；知識(shí)點(diǎn)2.2：巖石放射性生熱；知識(shí)點(diǎn)2.3：其他熱物理參數(shù)；4課程目標(biāo)13.沉積盆地地?zé)釡y(cè)量與大地?zé)崃髦R(shí)點(diǎn)3.1：沉積盆地地溫測(cè)量；知識(shí)點(diǎn)3.2：大地?zé)崃鳒y(cè)量；知識(shí)點(diǎn)3.3：盆地地溫場(chǎng)的影響因素；4課程目標(biāo)14.沉積盆地深部溫度與巖石圈熱結(jié)構(gòu)知識(shí)點(diǎn)4.1：沉積盆地深部溫度研究知識(shí)點(diǎn)4.2：巖石圈熱結(jié)構(gòu)知識(shí)點(diǎn)4.3：深部點(diǎn)前熱動(dòng)力學(xué)研究4課程目標(biāo)25.古溫標(biāo)及其基本原理知識(shí)點(diǎn)5.1：地球化學(xué)地?zé)釡貥?biāo)知識(shí)點(diǎn)5.2：有機(jī)質(zhì)古溫標(biāo)知識(shí)點(diǎn)5.3：低溫?zé)崮甏鷮W(xué)古溫標(biāo)知識(shí)點(diǎn)5.4：其他古溫標(biāo)方法4課程目標(biāo)26.古溫標(biāo)盆地?zé)崾坊謴?fù)的原理和方法知識(shí)點(diǎn)6.1：熱史恢復(fù)的原理和有效古溫標(biāo)知識(shí)點(diǎn)6.2：古溫標(biāo)熱史恢復(fù)方法知識(shí)點(diǎn)6.3：古溫標(biāo)熱史模擬軟件介紹4課程目標(biāo)27.地球動(dòng)力學(xué)恢復(fù)盆地?zé)崾返幕痉椒ㄖR(shí)點(diǎn)7.1：沉積盆地分類(lèi)與沉降知識(shí)點(diǎn)7.2：拉張盆地地球動(dòng)力學(xué)模型知識(shí)點(diǎn)7.3：前陸（擠壓）盆地動(dòng)力學(xué)模型知識(shí)點(diǎn)7.4：沉積盆地巖石圈構(gòu)造-熱演化模擬的應(yīng)變速率法。4課程目標(biāo)38.沉積盆地地?zé)豳Y源知識(shí)點(diǎn)8.1：地?zé)豳Y源類(lèi)型與分布特征知識(shí)點(diǎn)8.2：地?zé)釂卧獎(jiǎng)澐趾偷責(zé)崽絽^(qū)類(lèi)型知識(shí)點(diǎn)8.3：地?zé)豳Y源評(píng)價(jià)2課程目標(biāo)3合計(jì)284（二）課堂實(shí)驗(yàn)/實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容及要求序號(hào)項(xiàng)目名稱內(nèi)容、要求學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)/實(shí)踐類(lèi)別實(shí)驗(yàn)/實(shí)踐類(lèi)型每組人數(shù)必做/選做課程目標(biāo)1巖石熱導(dǎo)率測(cè)定了解巖石熱導(dǎo)率定義的物理實(shí)質(zhì)；掌握測(cè)量巖石熱導(dǎo)率的原理、方法及其理論基礎(chǔ)。在老師指導(dǎo)下，獨(dú)立完成整個(gè)測(cè)試過(guò)程，并且對(duì)測(cè)量?jī)x器的設(shè)計(jì)原理、標(biāo)本選擇與加工原則、測(cè)量技術(shù)等有比較清楚的了解。2專(zhuān)業(yè)驗(yàn)證型5必做課程目標(biāo)22熱流密度計(jì)算通過(guò)本實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步加深對(duì)熱流密度的理解，掌握熱流密度值的計(jì)算原理和熱流密度值的兩種計(jì)算方法；認(rèn)真閱讀課程中有關(guān)熱流密度的章節(jié)和本實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。獨(dú)立完成本實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和思考題。2專(zhuān)業(yè)驗(yàn)證型30必做課程目標(biāo)3基本要求1．掌握測(cè)量巖石熱導(dǎo)率的原理、方法及其理論基礎(chǔ)；2．掌握測(cè)量熱流密度計(jì)算的原理、方法及其理論基礎(chǔ)；注：實(shí)驗(yàn)/實(shí)踐類(lèi)別：專(zhuān)業(yè)、上機(jī)等實(shí)驗(yàn)/實(shí)踐類(lèi)型：操作型、驗(yàn)證型、演示型、綜合型等。四、本課程與其他課程的聯(lián)系本課程的預(yù)修課程為地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)、礦物巖石學(xué)、構(gòu)造地質(zhì)學(xué)與大地構(gòu)造，它為學(xué)生提供學(xué)習(xí)本課程所必須了解的地質(zhì)學(xué)、巖石學(xué)等方面的基礎(chǔ)知識(shí)。本課程是新能源科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生的專(zhuān)業(yè)選修課。地?zé)崾琴x存于沉積盆地中的重要資源，為滿足新能源體系的專(zhuān)業(yè)需求開(kāi)設(shè)此課。本課程設(shè)主要講述沉積盆地地?zé)釋W(xué)主要涉及盆地現(xiàn)今地溫場(chǎng)與地?zé)豳Y源，盆地今、古地溫狀態(tài)，盆地?zé)釟v史等。為后續(xù)課程、實(shí)習(xí)、課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)打下良好基礎(chǔ)。五、教材與其他教學(xué)資源（含教學(xué)參考書(shū)或在線資源）（一）建議教材[1]邱楠生等.沉積盆地地?zé)釋W(xué)[M].中國(guó)石油大學(xué)出版社,2019.[2]徐世光等.地?zé)釋W(xué)基礎(chǔ)[M].科學(xué)出版社,2009.（二）其他教學(xué)資源[1]汪集旸等.地?zé)釋W(xué)及其應(yīng)用[M].科學(xué)出版社,2015.[2]金旭等.固體地球物理學(xué)地震學(xué)、地電學(xué)與地?zé)釋W(xué)[M].科學(xué)出版社,2012.六、教學(xué)方法與學(xué)習(xí)建議授課方式：本課程采取以課堂講授為主，運(yùn)用啟發(fā)式教學(xué)、課堂討論、研究性教學(xué)、師生互動(dòng)等形式，精講多練。教學(xué)過(guò)程中充分利用現(xiàn)有的演示、掛圖、多媒體技術(shù)等形象化教學(xué)手段，以提高教學(xué)效果。通過(guò)課后布置適量思考題、練習(xí)題，引導(dǎo)學(xué)生自學(xué)，使學(xué)生深入理解基本原理和概念，提高分析和解決問(wèn)題的能力。重點(diǎn)：掌握熱傳遞的基本方式；沉積盆地中的熱傳遞特征；巖石熱導(dǎo)率；巖石放射性生熱等；沉積盆地地溫測(cè)量；大地?zé)崃鳒y(cè)量、沉積盆地深部溫度研究；巖石圈熱結(jié)構(gòu)；地球化學(xué)、有機(jī)質(zhì)、低溫?zé)崮甏鷮W(xué)古溫標(biāo)；熱史恢復(fù)的原理和有效古溫標(biāo)；古溫標(biāo)熱史恢復(fù)方法、沉積盆地分類(lèi)與沉降；拉張、前陸盆地的動(dòng)力學(xué)模型；沉積盆地巖石圈構(gòu)造-熱演化模擬的應(yīng)變速率法；地?zé)豳Y源類(lèi)型與分布特征；地?zé)釂卧獎(jiǎng)澐趾偷責(zé)崽絽^(qū)類(lèi)型；地?zé)豳Y源評(píng)價(jià)。難點(diǎn)：地幔熱流及殼、幔熱流配分；巖石圈熱-流變結(jié)構(gòu)、鏡質(zhì)體反射率、裂變徑跡等；古溫標(biāo)恢復(fù)的方法與原理、巖石圈撓曲與前陸盆地演化；一維、二維應(yīng)變速率正演模擬等。后續(xù)自主學(xué)習(xí)建議：熟練掌握基礎(chǔ)知識(shí)，訓(xùn)練應(yīng)用基礎(chǔ)知識(shí)解決問(wèn)題的能力、分析和歸納問(wèn)題的能力。七、課程考核及成績(jī)?cè)u(píng)定方式（一）課程考核本課程成績(jī)?cè)u(píng)定包括平時(shí)考核（平時(shí)到課率統(tǒng)計(jì)）、過(guò)程考核（隨堂問(wèn)答、課堂測(cè)驗(yàn)、課后作業(yè)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告）和終結(jié)性評(píng)價(jià)（期末考試）三部分，其中平時(shí)成績(jī)占課程總成績(jī)的10％，過(guò)程成績(jī)占課程總成績(jī)的30％，終結(jié)性評(píng)價(jià)成績(jī)占課程總成績(jī)的60％。具體要求及評(píng)分方法如下：平時(shí)成績(jī)：出勤成績(jī)采用扣分制，每缺勤一次扣平時(shí)成績(jī)1分，每遲到或早退一次扣平時(shí)成績(jī)0.5分，無(wú)故曠課4次以上者取消本次課程成績(jī)，占總成績(jī)的10%。過(guò)程成績(jī)：課堂測(cè)驗(yàn)、課后作業(yè)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求學(xué)生必須獨(dú)立完成，未按時(shí)提交或有抄襲（雷同）現(xiàn)象的，該次成績(jī)按零分計(jì)，占總成績(jī)的30%。終結(jié)性評(píng)價(jià)：形式為閉卷考試，其成績(jī)占總成績(jī)的60%。（二）課程目標(biāo)與考核內(nèi)容的關(guān)系課程具體目標(biāo)與知識(shí)單元和考試內(nèi)容的關(guān)系如下：課程目標(biāo)知識(shí)單元考試內(nèi)容1．掌握沉積盆地地?zé)釋W(xué)的基礎(chǔ)理論和基本概念1.熱傳遞的基本方式和特征2.巖石熱物理參數(shù)3.沉積盆地地?zé)釡y(cè)量與大地?zé)崃骺己酥R(shí)點(diǎn)：熱傳遞的基本方式；沉積盆地中的熱傳遞特征；巖石熱導(dǎo)率；巖石放射性生熱等；沉積盆地地溫測(cè)量；大地?zé)崃鳒y(cè)量?？己艘螅毫私鉄醾鲗?dǎo)、熱對(duì)流和熱輻射；了解沉積盆地中的熱傳導(dǎo)和熱對(duì)流特征。了解巖石熱導(dǎo)率的定義、測(cè)量與影響因素；了解主要沉積盆地巖石的熱導(dǎo)率。了解地溫的測(cè)量、地溫資料的分析和解釋。了解大地?zé)崃鞯母拍詈陀?jì)算，及盆地地溫場(chǎng)的影響因素。2．掌握沉積盆地內(nèi)的熱傳遞、巖石熱物性、地溫測(cè)量與大地?zé)崃鞣植?、深部溫度和巖石圈熱結(jié)構(gòu)、盆地?zé)釟v史與燒源巖熱演化、地?zé)豳Y源等相關(guān)知識(shí)4.沉積盆地深部溫度與巖石圈熱結(jié)構(gòu)5.古溫標(biāo)及其基本原理6.古溫標(biāo)盆地?zé)崾坊謴?fù)的原理和方法考核知識(shí)點(diǎn)：沉積盆地深部溫度研究；巖石圈熱結(jié)構(gòu)；地球化學(xué)、有機(jī)質(zhì)、低溫?zé)崮甏鷮W(xué)古溫標(biāo)；熱史恢復(fù)的原理和有效古溫標(biāo)；古溫標(biāo)熱史恢復(fù)方法?？己艘螅毫私獾厍騼?nèi)部的熱源，深部溫度的計(jì)算方法；巖石圈熱結(jié)構(gòu)的概念；地幔熱流及殼、幔熱流配分；巖石圈熱-流變結(jié)構(gòu)；二氧化硅、陽(yáng)離子、氣體化學(xué)、同位素和化學(xué)熱力學(xué)地溫計(jì)；鏡質(zhì)體反射率、裂變徑跡等；古溫標(biāo)恢復(fù)的方法與原理。3．沉積盆地?zé)釟v史的恢復(fù)方法主要包括古溫標(biāo)和盆地地球動(dòng)力學(xué)兩類(lèi)。在具體的熱歷史研究中，必須堅(jiān)持將盆地的現(xiàn)今地溫研究與古地溫研究相結(jié)合，將盆地尺度上的古溫標(biāo)熱史恢復(fù)與巖石圈尺度上的盆地構(gòu)造-熱演化相結(jié)合，實(shí)行地質(zhì)-地球物理-地球化學(xué)三位一體的研究方法7.地球動(dòng)力學(xué)恢復(fù)盆地?zé)崾返幕痉椒?.沉